脉冲序列的基本参数与实际影响

周玲玲 (0)次
脉冲序列的基本参数与实际影响
     人体不同组织具有不同的氢质子密度、不同 的弛豫时间(T1 和T2) 不同的流动及化学位移效应等等,这些因素都将对磁共振图像的信噪比、对比度产生影响。 
  
  磁共振序列参数的意义就在于通过序列参数的设定来实现和控制上述因素对图像的影响程度,也就是说,根据被检组织的特点来设定相应具体的序列参数值,以获得理想的图像。 一幅理想 的磁共振图像,需要具有良好的信噪比和对比度,良好的空间分辨率同时还要兼顾检查时间。
  
  磁共振脉冲序列涉及的参数很多而且参数
之间互相影响。其中,少数如射频脉冲的大
小、梯度磁场的大小和形式等由系统确定以 外,各种时间参数、空间分辨率、成像范围 等则由操作者自行选择。
1.重复时间(TR)    是指脉冲序列执行一次 所需要的时间,也就是从第一个RF激励 脉冲出现到下一周期同一脉冲再次出现时所经历的时间。TR越长,氢质子就有更长的时间进行纵向弛豫,组织纵向磁 化矢量的恢复程度就越大。因此TR主 要决定图像的T1对 比,TR越大,T1 权 重越小,反之TR越小T1权重越大,对于图像的信噪比而言TR越大,图像的信噪比越高,但扫描时间越长。
2.回波时间(TE)   是指RF激励脉冲的中心
点到回波信号中心点的时间间隔。对于
采集一个回波信号的脉冲序列而言, TE 时间是固定的。TE主要决定了图像的T2 对比,TE时间越短,质子横向弛豫越小,所获图像的T2 权重就越小,但图像的信噪比越高;反之TE越 长T2 权重越 大,但信噪比下降。在包括自旋回波和 梯度回波的序列中,TR 和TE 共同决定 了图像的信噪比和对比度
3.反转时间(TI)   在反转恢复脉冲序列中, 180°反转脉冲与90°激励脉冲之间的时
间间隔称为反转时间,两个180°脉冲之
间的时间间隔为TR,90° 脉冲和180°脉 冲之间的间隔称为TE 。当反转恢复序列 以抑制某种信号为应用目的时,序列的Tl 时间根据不同组织的T1值进行选择。 例如,对脂肪信号实施抑制时选择短Tl时间(1.5T 场强为160ms左右)进行扫 描;对自由水进行抑制时则选择长时间TI 时间(1.5T场强为2200ms 左右)进行扫描。而当成像目的主要为了增加如脑灰质和白质等组织的T1 对比时,则选择 中等长度的Tl值。
4. (matrix)    可分为采集矩阵和显示 矩阵。对于二维图像而言采集矩阵是 指行和列方向上数据采集点的多少,对 应于磁共振图像就是层面内频率编码和相位编码的步数。 频率编码方向上的大小并不直接影响图像采集时间,而相位 编码方向上的编码步数则直接影响图像 采集时间。 相位编码的步数越多,图像采集时间越长。采集矩阵和成像体素是一对应的,在其他成像参数不变的情 况下,采集矩阵越大,成像体素越小图像层面内的空间分辨率越高,但信噪 比下降。图像的显示矩阵指图像具体呈现时的矩阵大小。
5.  (FOV)     是指实施扫描的解剖域,亦称为扫描野。视野是面积的概念,大多数情况下为正方形。磁共振系统的最大视野由于磁场均匀度的影响而 受到限制,在临床应用中的实际视野大小还受到所使用线圈有效范围的限制。在矩阵不变的情况下,视野越大,成像体素就越大,图像层面内的空间分辨率 就越低,但图像的信噪比越高。
6.层面厚度(slice  thickness)  指被射频激 发的组织厚度。在二维成像中,层面越 薄,图像在层面选择方向的空间分辨率 越高,但由于体素体积变小,图像的信噪比降低。磁共振成像的层厚是由层面选择梯度场强度和射频脉冲的带宽共同 控制的。在射频带宽一定的情况下,梯 度场强度越大,层面越薄;而在梯度场 强一定的情况下,射频带宽越小,层面 越薄。
7.层间隔(slice   gap)  又叫层距是指相
邻两个成像层面之间的距离。由于梯度
磁场线性、射频脉冲选择性等因素影响,除了成像层面内的氢质子被激励以外,层面附近的质子往往也会受到激励这样就会造成层面间信号的相互影响进而降低空间分辨率,这一效应 称为层面干扰或层间污染。在二维磁共 振成像时往往需要设置一定的层间隔以减少上述的层间污染。
8.翻转角(flip   angle)  又称射频激励角是指在射频脉冲的激励下,层面内的纵 向磁化矢量M 偏离静磁场B0的方向与B间形成的偏转角度称为翻转角也就是向XY平面翻转的角度。翻转角 的大小是由激励射频的强度和作用时间共同决定的。射频强度越大作用时间越 长,则造成磁化矢量的翻转角度越大。
9.激励次数 (NEX)     又叫信号平均次数 (NSA)或信号采集次数(NA),它是指每个相位编码步中信号采集的次数NEX增加有利于增加图像信噪比但也同时增加了信号采集时间激励次数增加一倍图像信噪比为原来的根号2倍但扫描时间增加一倍一般的序列需要两次以上的NEX,而快速MRI 脉冲 序列特别是屏气序列NEX 往往是1甚至小于1(部分K空间技术)
10. 回波链长度(ETL)   是快速成像序列的专 用参数是指射频脉冲激发后所产生和 采集的回波数目。在常规自旋回波序列 中,每个TR中仅采集一个回波信号,填 充一行K空间数据而在快速自旋回波 序列中,由于回波链的存在每个TR时间可以进行多次相位编码,采集多个回波填充多行K空间。因此,回波链也被称为快速成像序列的快速因子,回波链的存在将成比例减少TR的重复次数缩短扫描时间。
11.有效回波时间(TEeff)   在快速自旋回波 序列中,由于回波链的存在,每个回波 信号的采集处于不同的T2 衰减时间因此具有不同的TE 。有效回波时间就是指处于K 空间中心区域回波信号的TE,   因为K空间中心区的信号数据决定了图像 的对比度。在所有快速自旋回波序列 中,回波时间均为有效回波时间。
12.回波间隔(ESP)    是指快速自旋回波序 列,回波链中相邻两个回波中点之间的 时间间隔。由于每个回波信号的采集处于梯度衰减的不同时间导致所采集的信号在幅度上存在差异因此, ESP 的缩短将有助于减小这种差异,进而降低 由此造成的图像边缘模糊伪影。另外 ESP 的大小还会影响序列有效回波时间的长短,在回波链长度相等的前提下, ESP越小有效回波时间越短。